基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的Skyline查詢技術(shù)研究
本文選題:無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 切入點:Skyline查詢 出處:《天津理工大學》2017年碩士論文
【摘要】:無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN:Wireless Sensor Network)是分布式多跳自組織網(wǎng)絡(luò),并且節(jié)點的能量都是由電池提供的,F(xiàn)有的基于單服務(wù)器的Skyline查詢算法已經(jīng)不能很好應(yīng)用于WSN這類分布式多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。針對WSN的自身特點,研究基于WSN的高效節(jié)能的Skyline查詢方法有著重要的理論與應(yīng)用價值。本文針對WSN中數(shù)據(jù)流的特點,分別研究了基于數(shù)據(jù)流的快照Skyline查詢和連續(xù)Skyline查詢處理算法,同時對數(shù)據(jù)流常用的滑動窗口技術(shù)進行了研究。本文所做的主要研究工作如下:(1)提出了WSN中的基于聚簇結(jié)構(gòu)的Skyline查詢算法,該算法利用優(yōu)于樹形路由結(jié)構(gòu)的聚簇結(jié)構(gòu)進行數(shù)據(jù)的存儲,采用以數(shù)據(jù)為中心的數(shù)據(jù)存儲策略,并優(yōu)化了過濾方法。該算法分為節(jié)點過濾和數(shù)據(jù)元組過濾,在節(jié)點過濾階段根據(jù)數(shù)據(jù)存儲策略可以過濾掉大量無效的存儲節(jié)點,減少了網(wǎng)絡(luò)通信;節(jié)點過濾之后,將支配能力最強的數(shù)據(jù)元組作為過濾元組,該過濾元組可以最大程度上過濾掉有效節(jié)點中的無效數(shù)據(jù)元組,進一步減少通信開銷。(2)提出了針對WSN的連續(xù)Skyline查詢算法,該算法分為兩個階段:預(yù)計算階段和Skyline數(shù)據(jù)維護階段。其中,預(yù)計算階段又分為數(shù)據(jù)集劃分和數(shù)據(jù)存儲兩個階段。在數(shù)據(jù)集劃分階段,將傳感器節(jié)點第一次產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳送至匯聚節(jié)點,并對數(shù)據(jù)進行分層;數(shù)據(jù)存儲階段根據(jù)數(shù)據(jù)劃分策略,將數(shù)據(jù)集S劃分成n個集合(1,2,..,9)9)),接著,將這n個集合分發(fā)到其它網(wǎng)內(nèi)存儲節(jié)點上。Skyline數(shù)據(jù)維護階段就是根據(jù)n個集合對查詢結(jié)果集進行有效地更新維護。(3)進行了大量的仿真實驗,實驗結(jié)果顯示本文提出的Skyline查詢算法在確保能耗的基礎(chǔ)上仍然具有很好的性能。
[Abstract]:Wireless Sensor Network (WSNN: wireless Sensor Network) is a distributed multi-hop ad hoc network. The existing Skyline query algorithms based on single server can not be well applied to distributed multi-hop ad hoc networks such as WSN. It is of great theoretical and practical value to study the efficient and energy-saving Skyline query method based on WSN. According to the characteristics of data flow in WSN, the algorithms of snapshot Skyline query and continuous Skyline query processing based on data stream are studied in this paper. The main research work in this paper is as follows: 1) the Skyline query algorithm based on clustering structure in WSN is proposed. The algorithm uses clustering structure which is superior to tree routing structure to store data, adopts data-centric data storage strategy, and optimizes the filtering method. The algorithm is divided into node filtering and data element filtering. In the node filtering phase, a large number of invalid storage nodes can be filtered according to the data storage strategy, and network communication is reduced. After the node filters, the most dominant data tuples are taken as filtering tuples. This filter tuple can filter out invalid data tuple in the valid node to the maximum extent, and further reduce the communication overhead. (2) A continuous Skyline query algorithm for WSN is proposed. The algorithm is divided into two stages: the prediction phase and the Skyline data maintenance stage, in which the prediction phase is divided into two stages: data set partition and data storage. The data generated by sensor nodes for the first time is transmitted to the convergence node, and the data is stratified. In the data storage stage, the data set S is divided into n sets according to the strategy of data partitioning, and then the data set S is divided into n sets. During the data maintenance phase of distributing these n sets to other storage nodes in the network, the query result set is effectively updated and maintained according to n sets. A large number of simulation experiments are carried out. Experimental results show that the proposed Skyline query algorithm still has good performance on the basis of ensuring energy consumption.
【學位授予單位】:天津理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:TP212.9;TN929.5
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,本文編號:1674912
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